Наблюдаемая вселенная

Материал из wikixw
Перейти к навигации Перейти к поиску

(Перенаправлено с Крупномасштабная структура космоса)

Наблюдаемая Вселенная представляет собой шарообразную область Вселенной, содержащую всю материю, которую в настоящее время можно наблюдать с Земли или ее космических телескопов и исследовательских зондов, поскольку электромагнитное излучение от этих объектов успело достичь Солнечной системы и Земли с начала космологического расширения. В наблюдаемой Вселенной может быть 2 триллиона галактик, хотя это число было сокращено в 2021 году всего до нескольких сотен миллиардов на основе данных New Horizons. Предполагая, что вселенная изотропна, расстояние до края наблюдаемой вселенной примерно одинаково во всех направлениях. То есть наблюдаемая вселенная представляет собой сферическую область с центром в наблюдателе. Каждое местоположение во Вселенной имеет свою собственную наблюдаемую вселенную, которая может пересекаться или не пересекаться с той, центром которой является Земля.

Слово наблюдаемая в этом смысле не относится к способности современной технологии обнаруживать свет или другую информацию от объекта, или есть ли что-нибудь, что можно обнаружить. Это относится к физическому пределу, создаваемому самой скоростью света. Ни один сигнал не может распространяться быстрее света, следовательно, существует максимальное расстояние (называемое горизонтом частиц), за пределами которого ничего нельзя обнаружить, поскольку сигналы еще не могли достичь нас. Иногда астрофизики различают видимую вселенную, которая включает в себя только сигналы, испускаемые с момента рекомбинации (когда атомы водорода образовались из протонов, а электроны и фотоны испускались), и наблюдаемую вселенную, которая включает в себя сигналы с начала космологического расширения (Большого взрыва в традиционной физической космологии, конца инфляционнойэпоха в современной космологии).

Согласно расчетам, текущее сопутствующее расстояние — правильное расстояние, которое учитывает, что Вселенная расширилась с момента излучения света, — до частиц, от которых испускалось космическое микроволновое фоновое излучение (CMBR), которое представляет радиус видимой Вселенной, составляет около 14,0 миллиардов парсеков (около 45,7 миллиардовсветовые годы), в то время как сопутствующее расстояние до края наблюдаемой Вселенной составляет около 14,3 миллиарда парсеков (около 46,6 миллиарда световых лет), что примерно на 2% больше. Таким образом, радиус наблюдаемой Вселенной оценивается примерно в 46,5 миллиардов световых лет, а ее диаметр составляет около 28,5 гигапарсек (93 миллиарда световых лет, или 8,8 ×1026 метров или 2,89×1027 футов), что равно 880 йоттаметрам. Используя критическую плотность и диаметр наблюдаемой Вселенной, можно рассчитать, что общая масса обычной материи во Вселенной составляет около 1,5×1053 кг. В ноябре 2018 года астрономы сообщили, что внегалактический фоновый свет (EBL) составил 4×1084 фотона.

Поскольку расширение Вселенной ускоряется, все наблюдаемые в настоящее время объекты за пределами локального сверхскопления в конечном итоге будут казаться застывшими во времени, испуская при этом все более красный и более слабый свет. Например, объекты с текущим красным смещением z от 5 до 10 будут оставаться наблюдаемыми не более 4-6 миллиардов лет. Кроме того, свет, излучаемый объектами, находящимися в настоящее время за пределами определенного сопутствующего расстояния (в настоящее время около 19 миллиардов парсеков), никогда не достигнет Земли.

Визуализация всей наблюдаемой вселенной. Масштаб таков, что мелкие частицы представляют собой скопления большого количества сверхскоплений. Сверхскопление Девы — родина Млечного Пути — отмечено в центре, но слишком мало, чтобы его можно было увидеть. Диаметр 8,8×1026 м или 880 ярдов (28,5 Gpc или 93 Gly)[1] Объем 3,566×1080 м3[2] Масса (обычной материи) 1,5×1053 кг[примечание 1] Плотность (полной энергии) 9,9×10-27 кг/м3 (эквивалентно 6 протонам на кубический метр пространства)[3] Возраст 13,787±0,020 миллиарда лет[4] Средняя температура 2.72548±0.00057 K[5] Содержание Обычная (барионная) материя (4.9%) Темная материя (26,8%) Темная энергия (68.3%)

Вселенная против наблюдаемой вселенной[править]

Размер всей Вселенной неизвестен, и она может быть бесконечной по протяженности. Некоторые части Вселенной находятся слишком далеко, чтобы свет, испускаемый после Большого Взрыва, успел достичь Земли или космических приборов, и поэтому лежат за пределами наблюдаемой Вселенной. В будущем у света от далеких галактик будет больше времени для прохождения, поэтому можно ожидать, что дополнительные области станут наблюдаемыми. Однако, благодаря закону Хаббла, области, достаточно удаленные от Земли, расширяются от нее быстрее скорости света , и, кроме того, скорость расширения, по-видимому, ускоряется из-за темной энергии.

Предполагая, что темная энергия остается постоянной (неизменной космологической постоянной), так что скорость расширения Вселенной продолжает ускоряться, существует "предел видимости в будущем", за которым объекты никогда не войдут в наблюдаемую вселенную в любое время в бесконечном будущем, потому что свет, излучаемый объектами за пределами этого предела, никогда не сможет достичьЗемля. (Тонкость заключается в том, что, поскольку параметр Хаббла уменьшается со временем, могут быть случаи, когда галактика, удаляющаяся от Земли чуть быстрее света, излучает сигнал, который в конечном итоге достигает Земли.) Этот будущий предел видимости рассчитывается на сопутствующем расстоянии в 19 миллиардов парсеков (62 миллиарда световых лет), предполагая, что Вселенная будет расширяться вечно, что подразумевает количество галактик, которые мы можем когда-либо теоретически наблюдать в бесконечном будущем (оставляя в стороне вопрос о том, что некоторые из них невозможно наблюдать на практикеиз-за красного смещения, как обсуждается в следующем параграфе) только больше, чем число, наблюдаемое в настоящее время, в 2,36 раза.

Созданная художником в логарифмическом масштабе концепция наблюдаемой вселенной с Солнечной системой в центре, внутренними и внешними планетами, поясом Койпера, облаком Оорта, Альфой Центавра, Рукавом Персея, галактикой Млечный Путь, галактикой Андромеды, близлежащими галактиками, Космической паутиной, космическим микроволновым излучением и невидимой плазмой Большого Взрыва на краю. Небесные тела кажутся увеличенными, чтобы оценить их форму.

Хотя, в принципе, в будущем будет наблюдаться все больше галактик, на практике все большее число галактик будет сильно смещаться в красную сторону из-за продолжающегося расширения; настолько, что они, кажется, исчезнут из поля зрения и станут невидимыми. Дополнительная тонкость заключается в том, что галактика на заданном сопутствующем расстоянии определяется как находящаяся в пределах "наблюдаемой вселенной", если мы можем принимать сигналы, излучаемые галактикой в любом возрасте в ее прошлой истории (скажем, сигнал, отправленный из галактики всего через 500 миллионов лет после Большого взрыва), но из—за расширения Вселенной может быть более поздний возраст, в котором сигнал, отправленный из той же галактики, никогда не сможет достичь Земли ни в какой момент в бесконечном будущем (так, например, мы могли бы никогда не увидите, как выглядела галактика через 10 миллиардов лет после Большого взрыва), даже при том, что она остается на том же сопутствующем расстоянии (сопутствующее расстояние определяется как постоянное со временем - в отличие от надлежащего расстояния, которое используется для определения скорости удаления из-за расширения пространства), которое меньше сопутствующего радиуса наблюдаемой Вселенной.[требуется пояснение] Этот факт может быть использован для определения типа космической горизонт событий, расстояние от которого до Земли меняется с течением времени. Например, текущее расстояние до этого горизонта составляет около 16 миллиардов световых лет, что означает, что сигнал от события, происходящего в настоящее время, может в конечном итоге достичь Земли в будущем, если событие находится на расстоянии менее 16 миллиардов световых лет, но сигнал никогда не достигнет Земли, если событиена расстоянии более 16 миллиардов световых лет.

Пространство до этого горизонта космических событий можно назвать "достижимой вселенной", то есть все галактики ближе, чем могли бы быть достигнуты, если бы мы улетели сегодня; все галактики за его пределами недостижимы. Простое наблюдение покажет, что будущий предел видимости (62 миллиарда световых лет) в точности равен пределу достижимости (16 миллиардов световых лет), добавленному к текущему пределу видимости (46 миллиардов световых лет).

В популярных и профессиональных исследовательских статьях по космологии термин "вселенная" часто используется для обозначения "наблюдаемой вселенной".]Это может быть оправдано на том основании, что мы никогда не сможем узнать что-либо путем прямых экспериментов о какой-либо части Вселенной, которая причинно не связана с Землей, хотя многие заслуживающие доверия теории требуют, чтобы общая вселенная была намного больше, чем наблюдаемая вселенная.[требуется цитирование] Не существует доказательств того, что граница наблюдаемой вселенной представляет собой границу Вселенной в целом, и ни одна из основных космологических моделей не предполагает, что вселенная вообще имеет какую-либо физическую границу, хотя некоторые модели предполагают, что она может быть конечной, но неограниченной, подобно многомерному аналогу двумерной поверхности сферы, которая конечна по площади, но не имеет края.

Вполне вероятно, что галактики в пределах наблюдаемой вселенной представляют собой лишь ничтожную долю галактик во Вселенной. Согласно теории космической инфляции, первоначально представленной ее основателями Аланом Гутом и Д. Казанасом, если предположить, что инфляция началась примерно через 10-37 секунд после Большого взрыва, то при правдоподобном предположении, что размер Вселенной до того, как произошла инфляция, был приблизительно равен скорости света, умноженной на ее возраст, это предполагает, что в настоящее время размер всей Вселенной составляет по меньшей мере 1,5×1034 световых года - по меньшей мере 3×10 в 23 раза больше радиуса наблюдаемой Вселенной.

Если Вселенная конечна, но неограниченна, также возможно, что вселенная меньше, чем наблюдаемая вселенная. В этом случае то, что мы принимаем за очень далекие галактики, на самом деле может быть дубликатами изображений близлежащих галактик, образованных светом, который совершил кругосветное путешествие по Вселенной. Трудно проверить эту гипотезу экспериментально, потому что разные изображения галактики будут показывать разные эпохи в ее истории и, следовательно, могут выглядеть совершенно по-разному. Билевич и др. утверждают, что установили нижнюю границу диаметра последней рассеивающей поверхности в 27,9 гигапарсек (91 миллиард световых лет) (поскольку это только нижняя граница, поскольку вся Вселенная, возможно, намного больше, даже бесконечна). Это значение основано на анализе круга соответствия данных WMAP за 7 лет. Этот подход был оспорен.

Размер[править]

Сопутствующее расстояние от Земли до края наблюдаемой Вселенной составляет около 14,26 гигапарсек (46,5 миллиарда световых лет или 4,40×1026 м) в любом направлении. Таким образом, наблюдаемая Вселенная представляет собой сферу с диаметром около 28,5 гигапарсек (93 миллиарда световых лет или 8,8 ×1026 м). Предполагая, что пространство примерно плоское (в смысле евклидова пространства), этот размер соответствует сопутствующему объему около 1,22×104 Gpc3 (4,22×105 Gly3 или 3,57×1080 м3).

Приведенные выше цифры представляют собой расстояния сейчас (в космологическом времени), а не расстояния во время излучения света. Например, космическое микроволновое фоновое излучение, которое мы видим прямо сейчас, было испущено в момент разделения фотонов, которое, по оценкам, произошло примерно через 380 000 лет после Большого взрыва, который произошел около 13,8 миллиардов лет назад. Это излучение было испущено материей, которая за прошедшее время в основном сконденсировалась в галактики, и эти галактики в настоящее время находятся на расстоянии около 46 миллиардов световых лет от нас.Чтобы оценить расстояние до этой материи на момент испускания света, мы можем сначала отметить, что согласно метрике Фридмана–Леметра–Робертсона–Уокера, которая используется для моделирования расширяющейся вселенной, если в настоящее время мы получаем свет с красным смещением, равным z, то масштабный коэффициент на момент первоначального испускания света определяется как

�(�)=11+�{\ a(t)={\frac {1}{1 + z}}}.

Результаты девятилетней работы по WMAP в сочетании с другими измерениями дают красное смещение развязки фотонов как z = 1091.64±0.47, что подразумевает, что масштабный коэффициент во время развязки фотонов будет равен 1⁄1092.64. Таким образом, если материя, которая первоначально испускала самые старые фотоны космического микроволнового фона (CMBR), в настоящее время находится на расстоянии 46 миллиардов световых лет, то во время разделения, когда первоначально испускались фотоны, расстояние составляло бы всего около 42 миллионов световых лет.

Расстояние прохождения света до края наблюдаемой Вселенной равно возрасту Вселенной, умноженному на скорость света, то есть 13,8 миллиарда световых лет. Это расстояние, которое прошел фотон, испущенный вскоре после Большого взрыва, например, из космического микроволнового фона, чтобы достичь наблюдателей на Земле. Поскольку пространство-время искривлено, что соответствует расширению пространства, это расстояние не соответствует истинному расстоянию в любой момент времени.

Крупномасштабная структура[править]

Обзоры неба и отображения различных диапазонов длин волн электромагнитного излучения (в частности, 21-сантиметрового излучения) дали много информации о содержании и характере структуры Вселенной. Организация структуры, по-видимому, соответствует иерархической модели с организацией вплоть до масштаба сверхскоплений и нитей. Больше этой (в масштабах от 30 до 200 мегапарсек), похоже, нет непрерывной структуры, явление, которое было названо Концом Величия.

Стенки, нити, узлы и пустоты[править]

Организация структуры, возможно, начинается на звездном уровне, хотя большинство космологов редко обращаются к астрофизике в таком масштабе. Звезды организованы в галактики, которые, в свою очередь, образуют группы галактик, скопления галактик, сверхскопления, листы, стенки и нити, которые разделены огромными пустотами, создавая обширную пенообразную структуру, иногда называемую "космической паутиной". До 1989 года обычно предполагалось, что вириализованные скопления галактик были крупнейшими структурами из существующих, и что они были распределены более или менее равномерно по всей Вселенной во всех направлениях. Однако с начала 1980-х годов было обнаружено все больше и больше структур. В 1983 году Адриан Вебстер идентифицировал Webster LQG, большую группу квазаров, состоящую из 5 квазаров. Это открытие стало первой идентификацией крупномасштабной структуры и расширило информацию об известной группировке материи во Вселенной.

В 1987 году Роберт Брент Талли идентифицировал комплекс сверхскоплений Рыбы–Кита, галактическую нить, в которой находится Млечный Путь. Ее диаметр составляет около 1 миллиарда световых лет. В том же году была обнаружена необычайно большая область с гораздо меньшим, чем в среднем, распределением галактик - Гигантская Пустота, диаметр которой составляет 1,3 миллиарда световых лет. Основываясь на данных исследования красного смещения, в 1989 году Маргарет Геллер и Джон Хучра обнаружили "Великую стену", состоящую из слоя галактик длиной более 500 миллионов световых лет и шириной 200 миллионов световых лет, но толщиной всего 15 миллионов световых лет. Существование этой структуры так долго оставалось незамеченным, потому что для этого требуется определить положение галактик в трех измерениях, что включает в себя объединение информации о местоположении галактик с информацией о расстоянии от красных смещений. Два года спустя астрономы Роджер Г. Клоуз и Луис Э. Кампусано обнаружили Clowes–Campusano LQG, большую группу квазаров размером в два миллиарда световых лет в самом широком месте, которая была крупнейшей известной структурой во Вселенной на момент ее объявления. В апреле 2003 года была обнаружена еще одна крупномасштабная структура, Великая стена Слоуна. В августе 2007 года в созвездии Эридан был обнаружен возможный супервид.Она совпадает с "холодным пятном реликтового излучения", холодной областью в микроволновом небе, что крайне маловероятно в соответствии с принятой в настоящее время космологической моделью. Этот супервид может вызвать холодное пятно, но для этого оно должно быть невероятно большим, возможно, миллиард световых лет в поперечнике, почти таким же большим, как Гигантская Пустота, упомянутая выше.

DTFE-реконструкция внутренних частей 2dF-обзора красного смещения галактики

Нерешенная проблема в физике:

Крупнейшие структуры во Вселенной больше, чем ожидалось. Это реальные структуры или случайные флуктуации плотности?

(Другие нерешенные проблемы в физике)

Другой крупномасштабной структурой является Протокластер SSA22, совокупность галактик и огромных газовых пузырей, диаметр которых составляет около 200 миллионов световых лет.

В 2011 году была обнаружена большая группа квазаров, U1.11, размером около 2,5 миллиардов световых лет в поперечнике. 11 января 2013 года была обнаружена еще одна большая группа квазаров, Огромная-LQG, диаметр которой был измерен в четыре миллиарда световых лет, что является крупнейшей известной структурой во Вселенной на то время. В ноябре 2013 года астрономы обнаружили Великую стену Геркулеса–Северная корона, еще большую структуру, в два раза превышающую первую. Она была определена путем отображения гамма-всплесков.

В 2021 году Американское астрономическое общество объявило об обнаружении Гигантской дуги; цепочки галактик в форме полумесяца, протяженностью 3,3 миллиарда световых лет, расположенной на расстоянии 9,2 миллиарда световых лет от Земли в созвездии Ботеса, согласно наблюдениям, полученным с помощью Sloan Digital Sky Survey.

Конец величия[править]

Конец Величия - наблюдательный масштаб, обнаруженный на расстоянии примерно 100 Мпк (примерно 300 миллионов световых лет), где комковатость, наблюдаемая в крупномасштабной структуре Вселенной, гомогенизирована и изотропизирована в соответствии с Космологическим принципом. В этом масштабе никакая псевдослучайная фрактальность не очевидна. Сверхскопления и нити, наблюдаемые в небольших обзорах, рандомизированы до такой степени, что визуально видно равномерное распределение Вселенной. Только после завершения исследований красного смещения 1990-х годов можно было точно наблюдать этот масштаб.

Наблюдения[править]

"Панорамный обзор всего неба в ближнем инфракрасном диапазоне показывает распределение галактик за пределами Млечного Пути. Изображение получено из каталога расширенных источников 2MASS (XSC) — более 1,5 миллионов галактик и Каталога точечных источников (PSC) — почти 0,5 миллиарда звезд Млечного Пути. Галактики имеют цветовую маркировку по "красному смещению", полученную в результате исследований UGC, CfA, Tully NBGC, LCRS, 2dF, 6dFGS и SDSS (и из различных наблюдений, собранных во Внегалактической базе данных НАСА), или фотометрически выведенных из K-диапазона (2,2 мкм). Синие - ближайшие источники (z < 0,01); зеленые - на умеренных расстояниях (0,01 < z < 0,04), а красные - самые удаленные источники, которые разрешает 2MASS (0,04 < z < 0,1). Карта спроецирована с равной площадью Aitoff в Галактической системе (Млечный Путь в центре)"

Другим показателем крупномасштабной структуры является "лес Лайман-альфа". Это совокупность линий поглощения, которые появляются в спектрах света от квазаров, которые интерпретируются как указывающие на существование огромных тонких слоев межгалактического (в основном водородного) газа. Эти слои, по-видимому, сворачиваются в нити, которые могут питать галактики по мере их роста, где нити либо пересекаются, либо являются чрезмерно плотными. Ранним прямым доказательством существования этой космической газовой паутины стало обнаружение в 2019 году астрономами из RIKEN Cluster for Pioneering Research в Японии и Даремского университета в Великобритании света от самой яркой части этой паутины, окружающей и освещаемой скоплением формирующихся галактик, действующих как космические фонарики для межкластерного взаимодействия.флуоресценция водорода в среде посредством альфа-излучения Лаймана.

В 2021 году международная команда, возглавляемая Роландом Бэконом из Центра астрофизических исследований в Лионе, сообщила о первом наблюдении диффузного расширенного излучения Лаймана-альфа с красным смещением от 3,1 до 4,5, которое проследило несколько нитей космической паутины в масштабах 2,5−4 см/с, в нитевидной среде за пределами массивных структур, типичных для узлов сети.

Требуется некоторая осторожность при описании структур космического масштаба, потому что вещи часто отличаются от того, как они выглядят. Гравитационное линзирование (изгиб света под действием силы тяжести) может заставить изображение казаться исходящим в направлении, отличном от его реального источника. Это вызвано тем, что объекты переднего плана (такие как галактики) искривляют окружающее пространство-время (как предсказано общей теорией относительности) и отклоняют проходящие лучи света. Довольно полезно, что сильное гравитационное линзирование иногда может увеличивать удаленные галактики, облегчая их обнаружение. Слабое линзирование (гравитационный сдвиг) промежуточной вселенной в целом также слегка изменяет наблюдаемую крупномасштабную структуру.

Крупномасштабная структура Вселенной также выглядит иначе, если использовать только красное смещение для измерения расстояний до галактик. Например, галактики за скоплением галактик притягиваются к нему и поэтому падают к нему, и поэтому они слегка смещены в синий цвет (по сравнению с тем, какими они были бы, если бы скопления не было). На ближней стороне объекты слегка смещены в красное. Таким образом, окружающая среда кластера выглядит несколько сжатой, если использовать красные смещения для измерения расстояния. Противоположный эффект действует на галактики, уже находящиеся в скоплении: галактики имеют некоторое случайное движение вокруг центра скопления, и когда эти случайные движения преобразуются в красные смещения, скопление кажется вытянутым. Это создает "перст Божий" — иллюзию длинной цепочки галактик, направленной на Землю.

Космография космического окружения Земли[править]

В центре сверхскопления Гидра–Центавр гравитационная аномалия, называемая Великим аттрактором, влияет на движение галактик в области диаметром в сотни миллионов световых лет. Все эти галактики имеют красное смещение в соответствии с законом Хаббла. Это указывает на то, что они удаляются от нас и друг от друга, но вариаций их красного смещения достаточно, чтобы выявить существование концентрации массы, эквивалентной десяткам тысяч галактик.

Великий аттрактор, открытый в 1986 году, находится на расстоянии от 150 до 250 миллионов световых лет (250 миллионов - самая последняя оценка), в направлении созвездий Гидры Центавра. В ее окрестностях преобладают большие старые галактики, многие из которых сталкиваются со своими соседями или излучают большое количество радиоволн.

В 1987 году астроном Р. Брент Талли из Астрономического института Гавайского университета определил то, что он назвал комплексом сверхскоплений Рыбы–Кита, структурой длиной в миллиард световых лет и 150 миллионов световых лет в поперечнике, в которую, по его утверждению, было встроено Местное сверхскопление.

Масса обычной материи[править]

Масса наблюдаемой Вселенной часто указывается как 1053 кг. В этом контексте масса относится к обычной материи и включает в себя межзвездную среду (ISM) и межгалактическую среду (IGM). Однако она исключает темную материю и темную энергию. Это приведенное значение массы обычной материи во Вселенной может быть оценено на основе критической плотности. Расчеты предназначены только для наблюдаемой вселенной, поскольку объем целого неизвестен и может быть бесконечным.

Оценки, основанные на критической плотности[править]

Критическая плотность - это плотность энергии, при которой Вселенная плоская. Если темной энергии нет, это также плотность, при которой расширение Вселенной находится на грани продолжения расширения и коллапса. Из уравнений Фридмана значение

�c{\\rho _{\{c}}} критической плотности равно:[64]

�c=3�28��,{\ \rho _{\{c}}={\frac {3H ^{2}}{8\pi G}},}

где G - гравитационная постоянная, а H = H0 - текущее значение постоянной Хаббла. Значение H0, полученное с помощью телескопа Планка Европейского космического агентства, составляет H0 = 67,15 километров в секунду на мегапарсек. Это дает критическую плотность 0,85×10-26 кг/м3 (обычно указывается как около 5 атомов водорода на кубический метр). Эта плотность включает в себя четыре значимых типа энергии/ массы: обычное вещество (4,8%), нейтрино (0,1%), холодную темную материю (26,8%) и темную энергию (68,3%). Хотя нейтрино являются частицами стандартной модели, они перечислены отдельно, потому что они ультрарелятивистские и, следовательно, ведут себя скорее как излучение, чем как материя. Плотность обычной материи, измеренная Планком, составляет 4,8% от общей критической плотности или 4,08×10-28 кг/м3. Чтобы преобразовать эту плотность в массу, мы должны умножить на объем, значение, основанное на радиусе "наблюдаемой вселенной". Поскольку Вселенная расширялась в течение 13,8 миллиардов лет, сопутствующее расстояние (радиус) составляет сейчас около 46,6 миллиардов световых лет. Таким образом, объем ( 3н.э.3/4) равно 3,58×1080 м3, а масса обычной материи равна плотности (4,08×10-28 кг/м3), умноженной на объем (3,58×1080 м3) или 1,46×1053 кг.

Содержание вещества —количество атомов[править]

Основная статья: Изобилие химических элементов

Предполагая, что масса обычного вещества составляет около 1.45×1053 кг , как описано выше, и при условии, что все атомы водорода в атомы (которые находятся около 74% всех атомов в этой галактике по массе, см. обилие химических элементов), оценка общего количества атомов в наблюдаемой Вселенной определяется путем деления массы обычного вещества по массе атом водорода (1.45×1053 кг , деленная на 1.67×10-27 кг). В результате получается приблизительно 1080 атомов водорода, также известное как число Эддингтона.

Наиболее удаленные объекты[править]

Основная статья: Список наиболее удаленных астрономических объектов

Самым удаленным астрономическим объектом, идентифицированным (по состоянию на 2022 год), является галактика, классифицируемая как HD1, с красным смещением 13,27, что соответствует расстоянию примерно в 33,4 миллиарда световых лет. В 2009 году был обнаружен гамма-всплеск, GRB 090423, с красным смещением, равным 8,2, что указывает на то, что вызвавшая его коллапсирующая звезда взорвалась, когда Вселенной было всего 630 миллионов лет. Взрыв произошел приблизительно 13 миллиардов лет назад, поэтому в средствах массовой информации широко цитировалось расстояние около 13 миллиардов световых лет (или иногда более точная цифра в 13,035 миллиарда световых лет), хотя это было бы "расстояние прохождения света" (см. Меры расстояний (космология)), а не "надлежащее расстояние", используемое как в законе Хаббла, так и при определении размера наблюдаемой Вселенной (космолог Нед Райт выступает против общего использования расстояния прохождения света в астрономических пресс-релизах на этой странице, а внизу страницы предлагаются онлайн-калькуляторы, которые можно использовать для вычисления текущего правильного расстояния до удаленного объекта в плоской Вселенной на основе либо красного смещения z, либо времени прохождения света). Правильное расстояние для красного смещения 8,2 было бы примерно 9,2 Gpc, или около 30 миллиардов световых лет.

Горизонты[править]

Основная статья: Космологический горизонт

Предел наблюдаемости во Вселенной определяется набором космологических горизонтов, которые ограничивают — на основе различных физических ограничений — степень, в которой мы можем получать информацию о различных событиях во Вселенной. Наиболее известным горизонтом является горизонт частиц, который устанавливает ограничение на точное расстояние, которое можно увидеть из-за конечного возраста Вселенной. Дополнительные горизонты связаны с возможным будущим объемом наблюдений (больше, чем горизонт частиц из-за расширения пространства), "оптическим горизонтом" на поверхности последнего рассеяния и связанными горизонтами с поверхностью последнего рассеяния для нейтрино и гравитационных волн.

Логарифмическая карта наблюдаемой вселенной. Слева направо космические корабли и небесные тела расположены в соответствии с их близостью к Земле.

Смотрите также[править]

Большое космологическое моделирование – Компьютерное моделирование Вселенной * Причинность (физика) – Физика причинно–следственной связи

Темное течение – возможная неслучайная составляющая особой скорости скоплений галактик

  • Объем Хаббла – сферическая область наблюдаемой Вселенной, окружающая наблюдателя, за пределами которой объекты удаляются от этого наблюдателя со скоростью, превышающей скорость света из-за расширения Вселенной
  • Проект Illustris – Вселенные, смоделированные компьютером

Мультивселенная – гипотетическая группа множественных вселенных * Порядки величины (длины) – диапазон длин от субатомных до астрономических масштабов UniverseMachine – Вселенные, смоделированные компьютером

Пруф[править]

mpa.mpa-garching.mpg.de/galform/millennium/